，MSD/MAO復合處理過的鍍層結合力要優(yōu)于單一鈦合金微弧氧化層的。
2.4.2 、微弧氧化+熱浸鍍鋁
鈦合金表面熱浸鍍鋁
，在熔融鋁劑中，鈦合金基體表面會發(fā)生一系列反應
，包括液態(tài)Al向鈦合金基體的擴散和相互作用
。高溫熱擴散處理后
，金屬表面可獲得高硬度、耐高溫的鈦鋁合金層
。如果結合微弧氧化技術
，在鈦合金表面制備出多層結構的復合膜，過渡區(qū)的存在將大大提高膜層結合性能
，涂層的綜合性能也會顯著增強
。
Hu等把熱浸鍍鋁2 min后的純Ti進行微弧氧化處理，電流密度分別為：正向10 A/dm2
，負向5 A/dm2
，處理時間分別為10，20
，30和40 min
，所得膜層呈現(xiàn)清晰的分層結構，外層疏松多孔
，內層緊湊致密
。隨微弧氧化時間的延長，氧化層厚度不斷增加
，涂層粗糙度始終在1.0~1.2之間
；在30 min時，復合涂層粗糙度約為1.1
，表面顯微硬度達到750 HV
，摩擦系數(shù)約為0.2，磨損率為0.39
；在40 min獲得最高的涂層硬度和最佳耐磨性能
，平均硬度值達到820 HV
，摩擦系數(shù)約為0.3
，磨損率僅為0.29×10-4
。武媛通過熱浸鍍鋁技術在TC4鈦合金表面得到鈦鋁金屬間化合物層之后，再進行微弧氧化處理
，生成基體/TiAl3合金/TiAl2O5陶瓷膜的梯度復合層；經(jīng)微弧氧化處理40 min后
，表面顯微硬度達到980 HV，約為基體硬度的4倍；在載荷50 N
，轉速60 r/min的條件下，復合膜磨損量僅為基體磨損量的1/4
，平均摩擦系數(shù)也由基體的0.45降低到0.25。
目前熱浸鍍鋁工藝已經(jīng)成熟
，但仍存在成本高、污染環(huán)境等缺點
。同時，由于鍍液流動性差
，難以有效地滲入復雜工件。隨著滲鋁技術的發(fā)展
，一些新的滲鋁法如電泳擴散噴涂法、真空液相滲鋁
、熱噴涂擴散滲鋁、真空蒸鍍法等逐漸開始替代熱浸鍍鋁并得到應用
。
2.4.3、微弧氧化+多弧離子鍍鋁
多弧離子鍍是離子鍍技術的一種
，在切削刀具中應用較多，也較為成功
。該方法膜層沉積速率快
，膜層致密度高，膜基結合強度大
。將微弧氧化與多弧離子鍍兩種技術結合
，可大大提高涂層的結合強度，使復合膜層的耐磨性得以增強
。
卜彤等在TC4鈦合金表面多弧離子鍍鋁后進行微弧氧化，并探究不同鍍鋁工藝對復合氧化膜耐磨及耐蝕性能的影響
，工藝主要圍繞處理溫度（25和250℃）和基體偏壓（-200和-300 V）展開
。其中，多弧離子鍍時間為20 min，微弧氧化處理時間為30 min
，電流密度為6 A/dm2
。研究結果表明，負向偏壓的增大和處理溫度的升高
，均能提高涂層性能
，因而在250℃、-300 V的條件下
，微弧氧化膜獲得了最優(yōu)的耐磨和耐蝕性能
，摩擦系數(shù)達到了0.801，摩擦磨損體積僅為0.042 m3
；點滴實驗中
，34.47 min時才發(fā)生變色效應。目前多弧離子鍍鋁與微弧氧化復合改性技術還不算成熟
，但在耐磨改性方面具有一定的技術優(yōu)勢
。隨著復合處理工藝的不斷優(yōu)化，鈦合金表面耐磨性能將會不斷提高
。
3、總結與展望
（1）提高鈦合金耐磨性的表面處理技術中，微弧氧化技術因具有制備溫度低
、設備簡單
、溶液環(huán)保、膜層均勻致密
、對工件尺寸形狀限制較少等優(yōu)點
，具有明顯的技術優(yōu)勢。
（2）將微弧氧化與其他技術復合
，可改善單一微弧氧化技術制備的膜層性能
，無論在耐磨、耐腐蝕性能方面
。因此
，復合技術是未來鈦合金耐磨技術的發(fā)展方向。
作者：付穎,張艷,包星宇,張偉,王福會,辛麗
來源：沈陽工業(yè)大學理學院,遼寧省高速公路實業(yè)發(fā)展有限責任公司,中國科學院金屬研究所,東北大學材料科學與工程學院
、脈沖頻率等），都對微弧氧化膜的制備和微觀結構有很大的影響 。該方法工藝安全 、操作簡易、溶液環(huán)保 ，同時也具有其他處理技術無法比擬的工藝簡單 、膜層均勻致密、對工件尺寸限制較少等優(yōu)點 。，通過封孔法，也使鈦合金微弧氧化復合膜的耐磨性得以提高。目前，封孔法使用的封孔劑多為絕緣有機化合物，因此在導電材料的應用上限制較多。同時，封孔法處理結構復雜、尺寸較大的零件時，耗時較長，也很難涂覆到位。、化學和力學性能。利用HCPEB法在鈦合金微弧氧化膜上制備復合改性層，屬于涂層重熔范疇，即預先制備出微弧氧化涂層，然后對氧化膜施加HCPEB，進行電子束重熔，從而可以提高膜層的均勻致密性、晶粒細化程度、膜基結合強度、耐磨、耐蝕等特性。，SEM觀察顯示處理過的微弧氧化膜孔洞、顆粒特征明顯消失，硬度最大可達到1695 HV，且磨粒磨損跡象減輕。但是，復合膜表面、截面都存在一定的裂紋，進而導致膜層結合強度降低。同時，HCPEB法對微弧氧化膜粗糙度要求較高。目前，將HCPEB與MAO結合的例子不多，相關的研究也較少。，有很多相似的性能，如它們均屬于閥金屬，應用領域相似，密度低，比強度高，在閥金屬領域也是應用較廣的兩種金屬。但鈦合金和鋁合金經(jīng)微弧氧化處理以后的氧化物性能差異很大。鈦合金微弧氧化后形成氧化膜的主要組成是TiO2（金紅石和銳鈦礦）；鋁合金微弧氧化的主要產(chǎn)物為Al2O3（α-Al2O3和γ-Al2O3）。Al2O3的硬度值在1200~1800 HV之間，明顯高于TiO2的硬度值（550~1050 HV）；與此同時，TiO2韌性不足，γ-Al2O3則具有高結構性和韌性。因此，在硬度和耐磨性方面，鈦合金微弧氧化膜都不如鋁合金微弧氧化膜。，則可顯著改善微弧氧化后鈦合金的耐磨、耐腐蝕等性能。同時，拓寬鈦合金在航空航天領域的進一步應用。，經(jīng)濟效益可觀，原材料Al的資源儲量豐富，所以一直是涂層改性技術研究的熱點。當前應用于鈦合金微弧氧化膜表面鍍鋁的方法多種多樣，常見的與微弧氧化結合的鍍鋁技術主要有：熱浸鍍、多弧離子鍍和磁控濺射鍍鋁等。、微弧氧化+磁控濺射鍍鋁，然后對鍍層進行微弧氧化30 min，電流密度為5 A/dm2，TC4基體微弧氧化膜及濺射鍍鋁微弧氧化膜的力學性能對比顯示：TC4鈦合金的硬度一般約為360 HV，微弧氧化后的鈦合金硬度達到了基體的1.69倍，而經(jīng)微弧氧化處理的復合鍍層，其硬度達到1700 HV以上，摩擦系數(shù)也由0.38降到了0.25。除此之外，附著力分析顯示 ，MSD/MAO復合處理過的鍍層結合力要優(yōu)于單一鈦合金微弧氧化層的。 、微弧氧化+熱浸鍍鋁 ，在熔融鋁劑中，鈦合金基體表面會發(fā)生一系列反應 ，包括液態(tài)Al向鈦合金基體的擴散和相互作用 。高溫熱擴散處理后 ，金屬表面可獲得高硬度、耐高溫的鈦鋁合金層 。如果結合微弧氧化技術 ，在鈦合金表面制備出多層結構的復合膜，過渡區(qū)的存在將大大提高膜層結合性能 ，涂層的綜合性能也會顯著增強 。 ，負向5 A/dm2 ，處理時間分別為10，20 ，30和40 min ，所得膜層呈現(xiàn)清晰的分層結構，外層疏松多孔，內層緊湊致密。隨微弧氧化時間的延長，氧化層厚度不斷增加，涂層粗糙度始終在1.0~1.2之間；在30 min時，復合涂層粗糙度約為1.1，表面顯微硬度達到750 HV，摩擦系數(shù)約為0.2，磨損率為0.39；在40 min獲得最高的涂層硬度和最佳耐磨性能，平均硬度值達到820 HV，摩擦系數(shù)約為0.3，磨損率僅為0.29×10-4。武媛通過熱浸鍍鋁技術在TC4鈦合金表面得到鈦鋁金屬間化合物層之后，再進行微弧氧化處理，生成基體/TiAl3合金/TiAl2O5陶瓷膜的梯度復合層；經(jīng)微弧氧化處理40 min后，表面顯微硬度達到980 HV，約為基體硬度的4倍；在載荷50 N，轉速60 r/min的條件下，復合膜磨損量僅為基體磨損量的1/4 ，平均摩擦系數(shù)也由基體的0.45降低到0.25。 ，但仍存在成本高、污染環(huán)境等缺點 。同時，由于鍍液流動性差 ，難以有效地滲入復雜工件。隨著滲鋁技術的發(fā)展 ，一些新的滲鋁法如電泳擴散噴涂法、真空液相滲鋁 、熱噴涂擴散滲鋁、真空蒸鍍法等逐漸開始替代熱浸鍍鋁并得到應用
。
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